JP4051252B2

JP4051252B2 - Noise filter

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Publication number: JP4051252B2
Application number: JP2002284374A
Authority: JP
Inventors: 貴文野木
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004119891A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズフィルタに関し、特に減衰極の制御が簡単な分布定数型のノイズフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ノイズフィルタは、複数の誘電体層から成る積層体内に、各誘電体層の層間に信号ライン導体コイル（以下、単に信号側コイルという）となるコイルパターンとグランドライン導体コイル（以下、単にグランド側コイルという）となるコイルパターンとをそれぞれ形成し、積層体内で信号側コイル、グランド側コイルを形成するとともに、信号側コイル、グランド側コイルを誘電体層を介して容量成分を発生させていた。なお、信号側コイルとなるコイルパターン間の接続はビアホールによって行なわれ、グランド側コイルとなるコイルパターン間の接続はビアホールによって行なわれていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、分布定数型ノイズフィルタのコイルパターンを示す積層体の分解斜視図である。なお、図では端子電極を省略している。また、図６（ｂ）はその分布定数型ノイズフィルタの等価回路図である。
【０００４】
図５において、誘電体積層体の本体は、上部マージン層となる誘電体層５１ｘ、誘電体層５１ａ〜５１ｆとが積層されて構成されていた。そして、例えば、信号側コイルを構成するコイルパターンは、誘電体層５１ｘと５１ａとの層間、誘電体層５１ｂと５１ｃとの層間、誘電体層５１ｄと５１ｅとの層間に配置されていた。そして、各層間の信号側のコイルパターン５２ａ、５２ｃ、５２ｅは、ビアホール導体及び誘電体層５１ａと５１ｂとの層間、誘電体層５１ｃと５１ｄとの層間、誘電体層５１ｅと５１ｆとの層間に配置された接続パターン５４ｂ、５４ｄ、５４ｆを介して互いに接続し、全体として信号側コイルを形成していた。
【０００５】
また、例えば、グランド側コイルを構成するコイルパターンは、誘電体層５１ａと５１ｂとの層間、誘電体層５１ｃと５１ｄとの層間、誘電体層５１ｅと５１ｆとの層間に配置されていた。そして、各層間のグランド側のコイルパターン５３ｂ、５３ｄ、５３ｆは、ビアホール導体及び誘電体層５１ｘと５１ａとの層間、誘電体層５１ｂと５１ｃとの層間、誘電体層５１ｄと５１ｅとの層間に配置された接続パターン５５ａ、５５ｃ、５４ｅを介して互いに接続し、全体としてグランド側コイルを形成していた。
【０００６】
各コイルパターン５２ａ、５３ｂ、５２ｃ、５３ｄ、５２ｅ、５３ｆは、概略Ｈ字状に形成され、例えば、信号側コイルパターン５２ａ、５２ｃ、５２ｅと、グランド側コイルパターン５３ｂ、５３ｄ、５３ｆとが対向して、所定容量成分を形成していた。尚、図５では、各コイルパターン５２ａ、５３ｂ、５２ｃ、５３ｄ、５２ｅ、５３ｆが互いに対向しあい、所定容量成分を形成していた。ここで、容量部は、各コイルパターンの中央領域Ｃ及びビアホール導体が接続しない延出部であり、各コイルパターンの中央領域Ｃ及びビアホール導体に接続する側に延びる延出部がインダクタ部となる。
【０００７】
このような構造において、信号側コイルは、コイルパターン５２ａの一方のインダクタ部の先端から、接続パターン５４ｂを介してコイルパターン５２ｃの他方のインダクタ部の先端に接続し、コイルパターン５２ｃの一方のインダクタ部の先端から、接続パターン５４ｄを介してコイルパターン５２ｅの他方のインダクタ部の先端に接続して構成され、コイルパターン５２ｅの一方のインダクタ部の先端から接続パターン５４ｆに接続されている。これにより、例えば概略３ターンのコイルとなる。
【０００８】
同様に、グランド側コイルは、接続パターン５５ａからコイルコイルパターン５３ｂの一方のインダクタ部に接続し、コイルパターン５３ｂの他方のインダクタ部の先端から、接続パターン５５ｃを介してコイルパターン５３ｄの一方のインダクタ部の先端に接続し、コイルパターン５３ｄの他方のインダクタ部の先端から、接続パターン５５ｅを介してコイルパターン５３ｆの一方のインダクタ部の先端に接続して構成されている。これにより、例えば、概略３ターンのコイルとなる。
【０００９】
結局、等価回路図の図６（ｂ）のよう、信号側コイル（Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ）、とグランド側コイル（Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）とが容量成分Ｃ１ａ〜Ｃ１ｃにより結合されている。
【００１０】
これにより、分布定数型ノイズフィルタの減衰周波数は、等価キャパシタンスを不変とした場合、信号側コイルの自己インダクタンス及びグランド側コイルの自己インダクタンスと、信号側コイルとグランド側コイルとの相互インダクタンスによって決定され、周波数特性を任意に制御できるフィルタ特性が得られるものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１９６３９２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノイズフィルタの周波数が高くなるにつれて、フィルタを構成するインダクタ成分を大きくして分布容量成分を小さくする必要がでてきたが、従来技術の構成ではインダクタ成分を大きくすると分布容量成分も大きくなってしまい必要とされる周波数特性が得られなくなってしまう。高周波化するには、容量形成領域のコイルパターンを広げるという手法があるが、これでは製品の寸法が増大してしまい小型化に逆行してしまう。すなわち、更なる小型化を達成し、求められる特性のカットオフ周波数、減衰帯域の高周波化を実現することが困難なものとなっていた。
【００１３】
本発明はこのような問題に鑑みて成されたもので、フィルタを構成するインダクタ成分を最大限にして、分布容量値を低減する事で小型化を達成すると共に周波数特性を高周波化したＬＣノイズフィルタを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の誘電体層が積層され、外表面に信号側入力端子電極、信号側出力端子電極及びグランド端子電極が形成されている誘電体本体に、一端部が信号側入力端子に接続され、他端部が信号側出力端子に接続された信号側コイルと、信号側コイルとの間に容量成分を形成し、且つ一端部がグランド端子に接続されたグランド側コイルとを配置したノイズフィルタにおいて、グランド側コイルは、グランド容量成分を介してグランド端子に接続している。
【００１５】
また、信号側コイル及びグランド側コイルは、複数の誘電体層間に形成されたコイルパターンで構成されるとともに、前記容量成分は、誘電体層を挟んで配置される信号側コイルとなるコイルパターンとグランド側コイルとなるコイルパターンとの間で形成するとともに、グランド容量成分は、前記誘電体層間に形成したグランド導体膜と、該グランド導体膜と該誘電体層を介して対向する前記グランド側コイルとなるコイルパターンとの間で形成した。
【００１６】
【作用】
本発明のノイズフィルタでは、グランド側コイルの一端部とグランド端子との間にグランド容量成分を付加されている。これにより基本的な等価回路は図６（ａ）のようになる。
【００１７】
即ち、図６（ｂ）等価回路に比較して、信号側コイルの自己インダクタンスとグランド側コイルの自己インダクタンスを選択し、そしてグランド側コイルと信号側コイルとの相互インダクタンスを選択することによって、所望のフィルタ特性を比較的簡単に得ることができた。
【００１８】
本発明の構成では、グランド側コイルの一端部とグランド端子の間にグランド容量成分が加えられている。図４（ａ）に本発明のフィルタの代表的な特性を示す。これは図４（b）で示した従来のフィルタ特性に、このグランド容量成分のインピーダンス特性（図４（ｃ）の太線の特性が合成されて達成される。すなわち、低周波での減衰が少なく高周波で急激に減衰して、必要な信号は通過させ不必要な信号はグランドに落とすＬＣローパスフィルタとして動作する。これにより所望のフィルタ特性がより簡単に得ることができる。
【００１９】
また、本発明のノイズフィルタの構成の特徴であるグランド側コイルの一端でグランド容量成分を形成する構造は、グランド側コイルパターンと誘電体層のほぼ全面を覆うようにグランド導体膜によって形成され、内部ではシールド板の役目をもっている。このため、マイコンのバスなどのように複数の配線パターンを形成するにあたり、本発明のノイズフィルタの下部領域を利用しても、クロストークの少ない良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のノイズフィルタを図面に基づいて詳説する。
図１（ａ）は本発明のノイズフィルタの外観斜視図であり、図１（ｂ）は本発明のノイズフィルタの断面図であり、図２は積層体の分解斜視図である。
【００２１】
図１（ａ）において、１は誘電体層が積層してなる誘電体単体（以下、積層体という）であり、９は、グランド導体膜であり、６、７は信号側コイルに接続した信号側入出力端子電極であり、８はグランド導体膜９に接続するグランド側端子電極である。
【００２２】
積層体１は、アルミナ、ＢａＴｉＯ₃、ＴｉＯ₂などのセラミック材料または磁性体材料（本発明で誘電体層に含まれる）と結晶化ガラス材料からなる複数の誘電体層１ｘ、１ａ〜１ｇが積層されて構成されている。尚、図２においては、最上層のマージン層を省略している。
【００２３】
この積層体１には、信号側コイル２、グランド側コイル３及びグランド導体膜９を具備している。この信号側コイル２を構成するコイルパターン、グランド側コイル３を構成するコイルパターン、ビアホール導体、接続パターン、グランド導体膜９は、例えば、銀系材料や銅系材料から形成されている。
【００２４】
次に、信号側コイル２の構成を図２に基づいて説明すると、信号側コイル２は、誘電体層１ｘ上に形成された端子接続パターン、誘電体層１ｘと誘電体層１ａとの間に配置されたコイルバターン２ａ、誘電体層１ａと誘電体層１ｂとの間に配置された接続パターン４ｂ、誘電体層１ｂと誘電体層１ｃとの間に配置されたコイルバターン２ｃ、誘電体層１ｃと誘電体層１ｄとの間に配置された接続パターン４ｄ、誘電体層１ｄと誘電体層１ｅとの間に配置されたコイルバターン２ｅ、誘電体層１ｅと誘電体層１ｆとの間に配置された接続パターン４ｆ、誘電体層１ｆと誘電体層１ｇとの間に配置された端子接続パターンが、図中点線で示すビアホール導体を介して互いに接続されて構成されている。そして、端子接続パターンを介して信号側入出力端子電極６、７に接続している。
【００２５】
また、グランド側コイル３は、誘電体層１ｘと誘電体層１ａとの間に配置された接続バターン５ａ、誘電体層１ａと誘電体層１ｂとの間に配置されたコイルパターン３ｂ、誘電体層１ｂと誘電体層１ｃとの間に配置された接続バターン５ｃ、誘電体層１ｃと誘電体層１ｄとの間に配置されたコイルパターン３ｄ、誘電体層１ｄと誘電体層１ｅとの間に配置された接続バターン５ｅ、誘電体層１ｅと誘電体層１ｆとの間に配置されたコイルパターン３ｆが図中点線で示すビアホール導体を介して互いに接続されて構成されている。そして、誘電体層１ｅと誘電体層１ｆとの間にコイルパターン３ｆは、誘電体層１ｆと誘電体層１ｇとの間に配置されたグランド導体膜９との間にてグランド容量成分を対して、グランド側端子電極８に接続している。
【００２６】
この結果、図６（ａ）に示すように、積層体１の内部には、Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃからなる信号側コイル２と、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃからなるグランド側コイル３とが形成され、且つその間には、Ｃ１ａ〜Ｃ１ｃからなる容量成分により結合し、さらに、グランド側コイル３の一端とグランド端子電極８との間に、グランドグ容量成分Ｃ２が配置される。
【００２７】
このような信号側コイル２を構成するコイルパターン２ｃは、概略矩形状容量形成領域２１と、該容量形成領域２１から一方端側（図では左側）に延びる２つのインダクタ形成部分２２、２３とから構成されている。なお、容量形成領域２１から他方端側（図では右側）に延びる２つの導体２４、２５は容量形成領域の補助部分となる。
【００２８】
また、グランド側コイル３を構成するコイルパターン３ｂは、概略矩形状容量形成領域３１と、該容量形成領域３１から他方端側（図では右側）に延びる２つのインダクタ形成部分３２、３３とから構成されている。なお、該容量形成領域３１から一方端側（図では左側）に延びる２つの導体３４、３５は容量形成領域の補助部分となる。
【００２９】
この両者のコイルパターン３ｂと２ｃにおいて、誘電体層１ｂを介して対向している。即ち、コイルパターン２ｃの容量形成領域２１とコイルパターン３ｂの容量形成領域３１とが対向しあう。また、コイルパターン２ｃのインダクタ部２２、２３とコイルパターン３ｂの導体３４、３５とが、コイルパターン３ｂのインダクタ部３２、３３とコイルパターン２ｃの導体２４、２５とが、互いに対向しあう。
これにより、両コイルパターン３ｂと２ｃとの間は所定容量成分が形成され、両者が容量結合されている。なお、隣接しあう誘電体層の層間に形成された他のコイルパターンも同様である。
【００３０】
また、グランド側コイル３の接続パターン５ａ、５ｃは、隣接する誘電体層間に配置されるグランド側コイルとなるコイルパターン３ｂ、３ｄの２つのインダクタ部３２、３３の先端に跨がるように帯状に形成されている。そして、帯状のグランド側コイルの接続パターン５ａ、５ｃの一端側には、例えば下側に位置する誘電体層１ａ、１ｃの厚みを貫くビアホール導体（点線で示す）が形成され、グランド側コイルとなるコイルパターン３ｂ、３ｄの一端側のインダクタ部３２に接続されている。また、接続パターン５ｃ、５ｅも同様であり、信号側コイル２においても、同様である。
【００３１】
また、グランド導体膜９は、信号側コイル２の端子接続パターンと短絡しないように、誘電体層１ｇ上の略全面に形成されている。このグランド導体膜９とコイルパターン３ｆは、誘電体層１ｆを介して対向している。これによりコイルパターン３ｆとグランド導体膜９との間は所定グランド容量成分Ｃ２が形成され、両者が容量結合されている。そして、グランド導体膜９の長辺の一部から延びて積層体１の外表面に形成されたグランド側端子電極８に接続されている。
【００３２】
なお、図２において信号側コイル２は略３ターンであり、グランド側コイル３も略３ターンで示されており、ターン数（自己インダクタタンス）に大きな差はないが、減衰周波数の制御を行なうためにあえて相違させさてもよい。
【００３３】
このようにすれば、ノイズフィルタの減衰周波数は、等価キャパシタンスを不変とした場合、信号側コイル２の自己インダクタンス及びグランド側コイル３の自己インダクタンス、信号側コイル２とグランド側コイル３の相互インダクタンスを任意に制御でき、周波数特性を任意に制御できるフィルタ特性が得られる。
【００３４】
本実施例の各コイルパターン２ａ、２ｃ、２ｅ、３ｂ、３ｄ、３ｆに形成されたインダクタ部２２、２３、３２、３３がそれぞれの端部側に延びている。または同一延出量だけ延びて、お互い中央部側に容量成形領域を有している。即ち、各コイル全体からみるコイルパターン部分（螺旋形状）は、平面からみると概略矩形状となっている。これにより、信号側コイル２、グランド側コイル３の平面形状を実質的に誘電体層の平面形状に近似させることができ、誘電体層１ａ〜１ｅのコイルパターン２ａ、２ｃ、２ｅ、３ｂ、３ｄ、３ｆ及び接続パターン４ｂ、４ｄ、４ｆ、５ａ、５ｃ５ｅで構成されるコイルの内面積を大きくすることができ、しかもコイル周囲のデッドスペースを極小化することができる。これにより、コイルのインダクタンス成分を極大化し、且つ誘電体層１ａ〜１ｅの形状を小型化することができ、これにより、小型な積層体１が達成できる。
次に、上述の構造の積層体１は、以下のような製造方法で作られる。
まず、積層体１の誘電体層１ｘ、１ａ〜１ｇとなる誘電体シートは、誘電体材料であるＢａＴｉＯ₃、ＴｉＯ₃を少なくとも含むセラミック粉末と有機ビヒクルとを均質混練して、所定厚み（２０μｍ〜１００μｍ）のテープを成型し、所定大きさに裁断する。
【００３５】
次に、その誘電体シートの所定位置（接続パターン４ｂ〜４ｆ、５ａ〜５ｅのいずれか端部となる位置）に、ビアホール導体となる貫通孔（孔径５０μｍ〜２００μｍ）をパンチ加工などで形成する。
【００３６】
次に、上述の貫通孔内に、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄのようなＡｇ合金）、Ｃｕ系材料の金属粉末と必要に応じて低融点ガラスフリットと有機ビヒクルとを均質混合して得られた導電性ペーストを充填して、ビアホール導体となる導体を形成するとともに、そのシートの表面に信号側コイルとなるコイルパターン２ａ、２ｃ、２ｅとなる導体膜、グランド側コイルとなるコイルパターン３ｂ、３ｄ、３ｆとなる導体膜、接続パターン５ａ、５ｃ、５ｅ、４ｂ、４ｄ、４ｆとなる導体膜を、上述の導電性ペーストのスクリーン印刷によって厚み１μｍ〜２０μｍで形成する。
【００３７】
また、最下層となる誘電体シート上にグランド導体膜９となる導体及び端子接続パターンとなる導体膜を同様に前述の導電性ペーストのスクリーン印刷によって厚み１μｍ〜２０μｍで形成する。尚、誘電体層１ｘとなる誘電体シート上に端子接続パターンとなる導体膜を同様に形成する。
【００３８】
次に、夫々の誘電体シートを図２に示す積層順序を考慮して、選択的に積層し、熱圧着により一体化する。その後必要に応じて焼結収縮を考慮した最終寸法で裁断したり、また、最終工程で分割するための分割溝を形成したりする。
【００３９】
次に、誘電体シートから成る積層体を、所定雰囲気・所定ピーク温度で焼成する。上述の導電性ペーストにＡｇ系導電性ペーストを用いた場合には酸化性雰囲気、中性雰囲気で、Ｃｕ系導電性ペーストを用いた場合には還元性雰囲気、中性雰囲気で処理する。また、ピーク温度は、誘電体シートが焼結反応されるに必要な温度で処理する。
【００４０】
このようにして焼成処理された積層体１に、積層体１の外表面に露出するビアホール導体、導体の露出部分に夫々端子電極６、７、８となる導体膜を、導電性ペーストの焼きつけにより形成し、その後、その導体膜の表面にメッキ処理を施す。
【００４１】
図３（ａ）（ｂ）は、本発明の他のノイズフィルタに用いる２種類の誘電体層１Ｙ、１Ｚの平面図を示す。誘電体層１Ｙには、信号側コイルを構成するコイルパターン２Ｙ及びグランド側コイルを構成する接続パターン５Ｙが形成されている。誘電体層１Zには、グランド側コイルを構成するコイルパターン３Ｚ及びグランド側コイルを構成する接続パターン４Ｚが形成されている。図３では、図２に示すコイルパターンの補助容量形成領域である導体２４、２５、３４、３５が形成されていない。即ち、コイルパターンが図２では実質的Ｈ状であったのに対して、図３では実質的にＣ状となっている。このようなコイルパターンは、両コイル間に形成されている容量成分が不要の場合に用いられる。
【００４２】
以上のように、本発明ではグランド側コイル３とグランド端子８との間に、グランド導体膜９とコイルパターン３ｆとの間で、グランド容量成分Ｃ２を形成している。これにより、グランド容量成分を付加することで、周波数の低域のフィルタ特性を改善することができる。
【００４３】
本発明者は、コイルターン数、寸法などを同一の本発明のノイズフィルタと、図５に示すコイルパターンを有するノイズフィルタとで、その特性を測定した。
【００４４】
図４（ａ）は本発明のノイズフィルタの特性であり、図４（ｂ）は従来のノイズフィルタの特性である。図から本発明品の特性は、周波数の低域、例えば５００ＭＨｚぐらいまでの減衰はそれほど大きくなく、それ以上の周波数で急峻に減衰極が形成することでき、広い周波数帯域で十分な減衰量が得られることがわかる。
【００４５】
このことは、本発明において、従来のフィルタ特性をさらに任意に設定できる自由度の高いノイズフィルタであることを示しており、周波数の低域での減衰特性が著しく向上したものであることが言える。この図４（ａ）の結果は、図４（ｃ）の太線で示すように、グランド容量成分Ｃ２のインピーダンス特性が合成されて達成される。
【００４６】
本実施のフィルタ特性は、ノイズフィルタとしての一例でありその特性は用いられる回路構成や箇所によって適宜最適化されるものであって、図６（ａ）に示す等価回路においてもそれぞれのエレメントの値は求められるフィルタ特性、形状によって適宜選択されるものであって、或値またはそれらの値の組み合わせに限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のノイズフィルタは、フィルタ特性の制御が簡単で、インダクタ成分を最大限に設定し、同時に分散して形成するコンデンサの容量値を調整することで、高周波領域での減衰特性を良好なものにすることができる。また、グランド側コイルとクランド端子電極との間に、グランド容量成分Ｃ２を設けたことにより、このグランド容量成分Ｃ２のインピーダンスとフィルタ特性が合成されて、カットオフ周波数（通過させる周波数の設定）が高周波側まで広げることが可能となる。この結果、通過域以上の周波数では信号が急峻に減衰し、減衰帯域の広いノイズフィルタを実現させることができる。また、グランド側コイルの一端部とグランド容量成分Ｃ２を形成するグランド導体膜をノイズフィルタ内でシールド板として作用し、クロストークのない良好な特性を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のノイズフィルタの斜視図であり、（ｂ）本発明のノイズフィルタの断面図である。
【図２】本発明のノイズフィルタを構成する積層体部分の分解斜視図である。
【図３】（ａ）は他の信号側コイルとなるコイルパターンを示す概略平面図であり、（ｂ）は他のグランド側コイルとなるコイルパターン概略平面図である。
【図４】本発明のノイズフィルタと従来のノイズフィルタとの特性を比較するための特性図であり、（ａ）は本発明のノイズフィルタの特性、（ｂ）は従来のノイズフィルタの特性を示し、（ｃ）はグランド容量成分Ｃ２のインピーダンス特性との合成を示す。
【図５】従来のノイズフィルタを構成する積層体部分の分解斜視図である。
【図６】ノイズフィルタの等価回路図であり、（ａ）は本発明のノイズフィルタの等価回路図であり、（ｂ）は従来のノイズフィルタの等価回路図である。
【符号の説明】
１・・・積層体
１ｘ、１ａ〜１ｅ・・・・誘電体層
２・・・・信号側コイル
３・・・・グランド側コイル
６、７・・・信号側入出力端子電極
８・・・・グランド側端子電極
９・・・・グランド導体膜
ｃ２・・・・グランド容量成分Ｃ２[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a noise filter, and more particularly to a distributed constant type noise filter in which attenuation poles can be easily controlled.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a noise filter includes a coil pattern that becomes a signal line conductor coil (hereinafter simply referred to as a signal-side coil) and a ground line conductor coil (hereinafter simply referred to as a signal-side coil) in a multilayer body composed of a plurality of dielectric layers. A coil pattern to be a ground side coil), a signal side coil and a ground side coil are formed in the laminated body, and a capacitive component is generated in the signal side coil and the ground side coil via a dielectric layer. It was. In addition, the connection between the coil patterns used as a signal side coil was performed by the via hole, and the connection between the coil patterns used as the ground side coil was performed by a via hole (for example, refer to Patent Document 1).
[0003]
FIG. 5 is an exploded perspective view of a laminate showing a coil pattern of a distributed constant type noise filter. In the figure, terminal electrodes are omitted. FIG. 6B is an equivalent circuit diagram of the distributed constant noise filter.
[0004]
In FIG. 5, the main body of the dielectric laminate is configured by laminating a dielectric layer 51 x serving as an upper margin layer and dielectric layers 51 a to 51 f. For example, the coil pattern constituting the signal side coil is disposed between the dielectric layers 51x and 51a, between the dielectric layers 51b and 51c, and between the dielectric layers 51d and 51e. The coil patterns 52a, 52c, 52e on the signal side between the respective layers are formed between the via hole conductor and the dielectric layers 51a and 51b, between the dielectric layers 51c and 51d, and between the dielectric layers 51e and 51f. They are connected to each other through the arranged connection patterns 54b, 54d, and 54f to form a signal side coil as a whole.
[0005]
For example, the coil pattern constituting the ground side coil is disposed between the dielectric layers 51a and 51b, between the dielectric layers 51c and 51d, and between the dielectric layers 51e and 51f. The coil patterns 53b, 53d and 53f on the ground side between the respective layers are formed between the via hole conductor and the dielectric layers 51x and 51a, between the dielectric layers 51b and 51c, and between the dielectric layers 51d and 51e. They are connected to each other through the arranged connection patterns 55a, 55c, and 54e to form a ground side coil as a whole.
[0006]
Each of the coil patterns 52a, 53b, 52c, 53d, 52e, and 53f is formed in a substantially H shape. For example, the signal side coil patterns 52a, 52c, and 52e are opposed to the ground side coil patterns 53b, 53d, and 53f. Thus, a predetermined volume component was formed. In FIG. 5, the coil patterns 52a, 53b, 52c, 53d, 52e, and 53f face each other to form a predetermined capacitance component. Here, the capacitor portion is an extension portion where the central region C of each coil pattern and the via hole conductor are not connected, and the extension portion extending to the side connecting to the central region C of each coil pattern and the via hole conductor is an inductor portion. .
[0007]
In such a structure, the signal side coil is connected from the tip of one inductor portion of the coil pattern 52a to the tip of the other inductor portion of the coil pattern 52c via the connection pattern 54b, and one inductor of the coil pattern 52c. The connection pattern 54d is connected to the other inductor part of the coil pattern 52e via the connection pattern 54d, and the coil pattern 52e is connected to the connection pattern 54f from the one inductor part of the coil pattern 52e. As a result, for example, a coil having approximately three turns is obtained.
[0008]
Similarly, the ground side coil is connected from the connection pattern 55a to one inductor part of the coil coil pattern 53b, and from one end of the other inductor part of the coil pattern 53b to one inductor of the coil pattern 53d via the connection pattern 55c. And connected to the tip of one inductor portion of the coil pattern 53f via the connection pattern 55e from the tip of the other inductor portion of the coil pattern 53d. Thereby, for example, a coil having approximately three turns is obtained.
[0009]
Eventually, as shown in FIG. 6B of the equivalent circuit diagram, the signal side coils (L1a to L1c) and the ground side coils (L2a to L2c) are coupled by the capacitance components C1a to C1c.
[0010]
As a result, the attenuation frequency of the distributed constant noise filter is determined by the self-inductance of the signal-side coil, the self-inductance of the ground-side coil, and the mutual inductance of the signal-side coil and the ground-side coil when the equivalent capacitance is unchanged. A filter characteristic capable of arbitrarily controlling the frequency characteristic is obtained.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2000-196392 A
[Problems to be solved by the invention]
However, as the frequency of the noise filter increases, it has been necessary to increase the inductor component constituting the filter and reduce the distributed capacitance component. However, in the configuration of the prior art, the distributed capacitance component increases as the inductor component increases. As a result, the required frequency characteristics cannot be obtained. In order to increase the frequency, there is a method of widening the coil pattern in the capacitance forming region, but this increases the size of the product and goes against miniaturization. That is, it has been difficult to achieve further downsizing and to realize a cut-off frequency and a high attenuation band of required characteristics.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems, and achieves miniaturization by maximizing the inductor component constituting the filter and reducing the distributed capacitance value, and at the same time, the LC noise with higher frequency characteristics. To provide a filter.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a dielectric body in which a plurality of dielectric layers are laminated and a signal side input terminal electrode, a signal side output terminal electrode and a ground terminal electrode are formed on the outer surface, one end is connected to the signal side input terminal Noise in which a capacitance component is formed between the signal side coil having the other end connected to the signal side output terminal and the signal side coil, and a ground side coil having one end connected to the ground terminal. In the filter, the ground-side coil is connected to the ground terminal via a ground capacitance component.
[0015]
In addition, the signal side coil and the ground side coil are configured by a coil pattern formed between a plurality of dielectric layers, and the capacitance component includes a coil pattern serving as a signal side coil disposed with the dielectric layer interposed therebetween. The ground capacitance component is formed between the coil pattern to be a ground side coil, and the ground capacitance component is a ground conductor film formed between the dielectric layers, and the ground side coil facing the ground conductor film via the dielectric layer And a coil pattern to be formed.
[0016]
[Action]
In the noise filter of the present invention, a ground capacitance component is added between one end of the ground side coil and the ground terminal. As a result, the basic equivalent circuit is as shown in FIG.
[0017]
That is, as compared with the equivalent circuit of FIG. 6B, the self-inductance of the signal side coil and the self-inductance of the ground side coil are selected, and the mutual inductance between the ground side coil and the signal side coil is selected. The filter characteristics can be obtained relatively easily.
[0018]
In the configuration of the present invention, a ground capacitance component is added between one end of the ground side coil and the ground terminal. FIG. 4A shows typical characteristics of the filter of the present invention. This is achieved by synthesizing the impedance characteristic of the ground capacitance component (the characteristic of the thick line in FIG. 4C) with the conventional filter characteristic shown in FIG. It operates as an LC low-pass filter that attenuates abruptly at a high frequency, passes required signals, and drops unnecessary signals to the ground, so that desired filter characteristics can be obtained more easily.
[0019]
Further, the structure of forming the ground capacitance component at one end of the ground side coil, which is a feature of the configuration of the noise filter of the present invention, is formed by the ground conductor film so as to cover almost the entire surface of the ground side coil pattern and the dielectric layer, It has the role of a shield plate inside. For this reason, when forming a plurality of wiring patterns such as a microcomputer bus, even if the lower region of the noise filter of the present invention is used, good filter characteristics with little crosstalk can be obtained.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the noise filter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A is an external perspective view of the noise filter of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of the noise filter of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminate.
[0021]
In FIG. 1 (a), 1 is a dielectric single body (hereinafter referred to as a laminated body) in which dielectric layers are laminated, 9 is a ground conductor film, and 6 and 7 are signals connected to a signal side coil. 8 is a ground side terminal electrode connected to the ground conductor film 9.
[0022]
The laminated body 1 is formed by laminating a plurality of dielectric layers 1x, 1a to 1g made of a ceramic material such as alumina, BaTiO ₃ , TiO ₂ or a magnetic material (included in the dielectric layer in the present invention) and a crystallized glass material. Has been configured. In FIG. 2, the uppermost margin layer is omitted.
[0023]
The laminated body 1 includes a signal side coil 2, a ground side coil 3, and a ground conductor film 9. The coil pattern constituting the signal side coil 2, the coil pattern constituting the ground side coil 3, the via hole conductor, the connection pattern, and the ground conductor film 9 are made of, for example, a silver-based material or a copper-based material.
[0024]
Next, the configuration of the signal-side coil 2 will be described with reference to FIG. 2. The signal-side coil 2 includes a terminal connection pattern formed on the dielectric layer 1x, between the dielectric layer 1x and the dielectric layer 1a. Coil pattern 2a disposed, connection pattern 4b disposed between dielectric layer 1a and dielectric layer 1b, coil pattern 2c disposed between dielectric layer 1b and dielectric layer 1c, dielectric layer A connection pattern 4d disposed between 1c and the dielectric layer 1d, a coil pattern 2e disposed between the dielectric layer 1d and the dielectric layer 1e, and between the dielectric layer 1e and the dielectric layer 1f. The connection pattern 4f and the terminal connection pattern arranged between the dielectric layer 1f and the dielectric layer 1g are connected to each other via via-hole conductors indicated by dotted lines in the drawing. And it is connected to the signal side input / output terminal electrodes 6 and 7 through a terminal connection pattern.
[0025]
The ground-side coil 3 includes a connection pattern 5a disposed between the dielectric layer 1x and the dielectric layer 1a, a coil pattern 3b disposed between the dielectric layer 1a and the dielectric layer 1b, Connection pattern 5c disposed between layer 1b and dielectric layer 1c, coil pattern 3d disposed between dielectric layer 1c and dielectric layer 1d, and between dielectric layer 1d and dielectric layer 1e The connection pattern 5e disposed in the coil and the coil pattern 3f disposed between the dielectric layer 1e and the dielectric layer 1f are connected to each other via via-hole conductors indicated by dotted lines in the drawing. The coil pattern 3f between the dielectric layer 1e and the dielectric layer 1f has a ground capacitance component between the ground conductor film 9 disposed between the dielectric layer 1f and the dielectric layer 1g. And connected to the ground-side terminal electrode 8.
[0026]
As a result, as shown in FIG. 6A, a signal side coil 2 composed of L1a to L1c and a ground side coil 3 composed of L2a to L2c are formed inside the multilayer body 1, and between them. , C1a to C1c, and a grounding capacitance component C2 is disposed between one end of the ground side coil 3 and the ground terminal electrode 8.
[0027]
The coil pattern 2c constituting the signal side coil 2 includes a substantially rectangular capacitance forming region 21 and two inductor forming portions 22 and 23 extending from the capacitance forming region 21 to one end side (left side in the drawing). It is configured. The two conductors 24 and 25 extending from the capacitance forming region 21 to the other end side (right side in the figure) serve as auxiliary portions of the capacitance forming region.
[0028]
The coil pattern 3b constituting the ground side coil 3 includes a substantially rectangular capacitance forming region 31 and two inductor forming portions 32 and 33 extending from the capacitance forming region 31 to the other end side (right side in the figure). Has been. The two conductors 34 and 35 extending from the capacitance forming region 31 to one end side (left side in the figure) serve as auxiliary portions of the capacitance forming region.
[0029]
These two coil patterns 3b and 2c are opposed to each other through the dielectric layer 1b. That is, the capacitance formation region 21 of the coil pattern 2c and the capacitance formation region 31 of the coil pattern 3b face each other. Further, the inductor portions 22 and 23 of the coil pattern 2c and the conductors 34 and 35 of the coil pattern 3b face each other, and the inductor portions 32 and 33 of the coil pattern 3b and the conductors 24 and 25 of the coil pattern 2c face each other.
As a result, a predetermined capacitance component is formed between the coil patterns 3b and 2c, and both are capacitively coupled. The same applies to other coil patterns formed between adjacent dielectric layers.
[0030]
Further, the connection patterns 5a and 5c of the ground-side coil 3 are strip-shaped so as to straddle the tips of the two inductor portions 32 and 33 of the coil patterns 3b and 3d serving as ground-side coils arranged between adjacent dielectric layers. Is formed. Then, via hole conductors (shown by dotted lines) penetrating through the thicknesses of the dielectric layers 1a and 1c located on the lower side, for example, are formed on one end side of the connection patterns 5a and 5c of the belt-like ground side coil. The coil patterns 3b and 3d are connected to the inductor portion 32 on one end side. The same applies to the connection patterns 5c and 5e, and the same applies to the signal side coil 2.
[0031]
The ground conductor film 9 is formed on substantially the entire surface of the dielectric layer 1g so as not to be short-circuited with the terminal connection pattern of the signal side coil 2. The ground conductor film 9 and the coil pattern 3f are opposed to each other through the dielectric layer 1f. Thereby, a predetermined ground capacitance component C2 is formed between the coil pattern 3f and the ground conductor film 9, and both are capacitively coupled. Then, it extends from a part of the long side of the ground conductor film 9 and is connected to the ground-side terminal electrode 8 formed on the outer surface of the multilayer body 1.
[0032]
In FIG. 2, the signal side coil 2 has about 3 turns, and the ground side coil 3 also has about 3 turns. Although there is no great difference in the number of turns (self-inductance), the attenuation frequency is controlled. For this purpose, you may make a difference.
[0033]
In this way, when the equivalent capacitance is unchanged, the attenuation frequency of the noise filter is the self-inductance of the signal-side coil 2 and the self-inductance of the ground-side coil 3, and the mutual inductance of the signal-side coil 2 and the ground-side coil 3. A filter characteristic that can be arbitrarily controlled and whose frequency characteristic can be arbitrarily controlled is obtained.
[0034]
Inductor portions 22, 23, 32, and 33 formed in the coil patterns 2a, 2c, 2e, 3b, 3d, and 3f of the present embodiment extend to the respective end portions. Alternatively, they extend by the same extension amount and have a capacity forming region on the center side. That is, the coil pattern portion (spiral shape) viewed from the entire coil has a substantially rectangular shape when viewed from the plane. Thereby, the planar shape of the signal side coil 2 and the ground side coil 3 can be approximated to the planar shape of the dielectric layer, and the coil patterns 2a, 2c, 2e, 3b, 3d of the dielectric layers 1a to 1e can be obtained. 3f and the connection patterns 4b, 4d, 4f, 5a, and 5c5e, the inner area of the coil can be increased, and the dead space around the coil can be minimized. Thereby, the inductance component of the coil can be maximized, and the shapes of the dielectric layers 1a to 1e can be miniaturized, whereby the small laminate 1 can be achieved.
Next, the laminate 1 having the above-described structure is manufactured by the following manufacturing method.
First, the dielectric sheets 1x and 1a to 1g of the laminated body 1 are obtained by homogenously kneading ceramic powder containing at least dielectric materials BaTiO ₃ and TiO ₃ and an organic vehicle to obtain a predetermined thickness (20 μm). ˜100 μm) tape is molded and cut into a predetermined size.
[0035]
Next, a through-hole (hole diameter: 50 μm to 200 μm) serving as a via-hole conductor is formed by punching or the like at a predetermined position of the dielectric sheet (a position that is any one of the connection patterns 4b to 4f and 5a to 5e). .
[0036]
Next, in the above-mentioned through hole, Ag-based (Ag simple substance, Ag alloy such as Ag-Pd), Cu-based metal powder, and if necessary, a low melting point glass frit and an organic vehicle are homogeneously mixed. The obtained conductive paste is filled to form a conductor to be a via-hole conductor, on the surface of the sheet, a conductor film to be a signal side coil, a conductor film to be a signal side coil, a coil pattern to be a ground side coil Conductive films to be 3b, 3d, and 3f, and conductive films to be connection patterns 5a, 5c, 5e, 4b, 4d, and 4f are formed with a thickness of 1 μm to 20 μm by screen printing of the above-described conductive paste.
[0037]
Further, a conductor film serving as a ground conductor film 9 and a conductor film serving as a terminal connection pattern are similarly formed on the dielectric sheet serving as the lowermost layer with a thickness of 1 μm to 20 μm by screen printing of the above-described conductive paste. A conductor film to be a terminal connection pattern is similarly formed on the dielectric sheet to be the dielectric layer 1x.
[0038]
Next, each dielectric sheet is selectively stacked in consideration of the stacking order shown in FIG. 2 and integrated by thermocompression bonding. Then, if necessary, it is cut with a final dimension in consideration of sintering shrinkage, or a dividing groove for dividing in the final process is formed.
[0039]
Next, the laminate made of the dielectric sheet is fired at a predetermined atmosphere and a predetermined peak temperature. When an Ag-based conductive paste is used as the conductive paste, the treatment is performed in an oxidizing atmosphere or a neutral atmosphere. When a Cu-based conductive paste is used, the processing is performed in a reducing atmosphere or a neutral atmosphere. The peak temperature is processed at a temperature necessary for the dielectric sheet to undergo a sintering reaction.
[0040]
By baking the conductive paste, the via-hole conductor exposed on the outer surface of the laminate 1 and the conductor films that become the terminal electrodes 6, 7, and 8 on the exposed portions of the laminate 1 are fired. After that, the surface of the conductor film is plated.
[0041]
3A and 3B are plan views of two types of dielectric layers 1Y and 1Z used for another noise filter of the present invention. In the dielectric layer 1Y, a coil pattern 2Y constituting a signal side coil and a connection pattern 5Y constituting a ground side coil are formed. In the dielectric layer 1Z, a coil pattern 3Z constituting a ground side coil and a connection pattern 4Z constituting a ground side coil are formed. In FIG. 3, the conductors 24, 25, 34, and 35 that are auxiliary capacity forming regions of the coil pattern shown in FIG. 2 are not formed. That is, the coil pattern is substantially H-shaped in FIG. 2, but is substantially C-shaped in FIG. Such a coil pattern is used when a capacitive component formed between the two coils is unnecessary.
[0042]
As described above, in the present invention, the ground capacitance component C2 is formed between the ground side coil 3 and the ground terminal 8 between the ground conductor film 9 and the coil pattern 3f. Thereby, it is possible to improve the filter characteristics in the low frequency band by adding the ground capacitance component.
[0043]
The inventor measured the characteristics of the noise filter of the present invention having the same number of coil turns, the same dimensions, etc., and the noise filter having the coil pattern shown in FIG.
[0044]
FIG. 4A shows the characteristics of the noise filter of the present invention, and FIG. 4B shows the characteristics of the conventional noise filter. From the figure, the characteristics of the product of the present invention are that the attenuation to a low frequency range, for example, about 500 MHz, is not so large, and an attenuation pole can be formed steeply at a frequency higher than that, and a sufficient attenuation amount can be obtained in a wide frequency band. I understand that
[0045]
This indicates that the present invention is a noise filter having a high degree of freedom in which the conventional filter characteristics can be set arbitrarily, and it can be said that the attenuation characteristics in the low frequency range are remarkably improved. . The result of FIG. 4A is achieved by synthesizing the impedance characteristics of the ground capacitance component C2, as indicated by the thick line in FIG. 4C.
[0046]
The filter characteristic of this embodiment is an example of a noise filter, and the characteristic is appropriately optimized depending on the circuit configuration and location used. The value of each element is also used in the equivalent circuit shown in FIG. Is appropriately selected depending on the required filter characteristics and shape, and is not limited to a value or a combination of these values.
[0047]
【The invention's effect】
The noise filter of the present invention has a good attenuation characteristic in the high frequency region by easily controlling the filter characteristic, setting the inductor component to the maximum, and adjusting the capacitance value of the capacitor formed by dispersing at the same time. Can be. In addition, by providing the ground capacitance component C2 between the ground side coil and the ground terminal electrode, the impedance and filter characteristics of the ground capacitance component C2 are combined, and the cutoff frequency (setting of the frequency to be passed) is set. It can be extended to the high frequency side. As a result, the signal is sharply attenuated at frequencies above the passband, and a noise filter with a wide attenuation band can be realized. In addition, the ground conductor film that forms one end of the ground side coil and the ground capacitance component C2 acts as a shield plate in the noise filter, thereby realizing good characteristics without crosstalk.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of a noise filter of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the noise filter of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a laminate portion constituting the noise filter of the present invention.
3A is a schematic plan view showing a coil pattern to be another signal side coil, and FIG. 3B is a schematic plan view of a coil pattern to be another ground side coil.
FIGS. 4A and 4B are characteristic diagrams for comparing the characteristics of the noise filter of the present invention and the conventional noise filter, wherein FIG. 4A shows the characteristics of the noise filter of the present invention, and FIG. 4B shows the characteristics of the conventional noise filter; (C) shows the combination with the impedance characteristic of the ground capacitance component C2.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a laminate portion constituting a conventional noise filter.
6A is an equivalent circuit diagram of a noise filter according to the present invention, and FIG. 6B is an equivalent circuit diagram of a conventional noise filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laminated body 1x, 1a-1e ... Dielectric layer 2 ... Signal side coil 3 ... Ground side coil 6, 7 ... Signal side input / output terminal electrode 8 ...・ Ground side terminal electrode 9... Ground conductor film c2... Ground capacitance component C2

Claims

A dielectric body in which a plurality of dielectric layers are stacked and a signal side input terminal electrode, a signal side output terminal electrode, and a ground terminal electrode are formed on the outer surface,
One end is connected to the signal side input terminal electrode, the other end is connected to the signal side output terminal electrode, and a capacitance component is formed between the signal side coil, and one end is the ground terminal In the noise filter that arranges the ground side coil connected to the electrode,
The noise filter, wherein the ground side coil is connected to a ground terminal electrode via a ground capacitance component.

The signal side coil and the ground side coil are configured by a coil pattern formed between the plurality of dielectric layers, and the capacitance component is a coil that becomes the signal side coil disposed with the dielectric layer interposed therebetween. The ground capacitance component is formed between the dielectric layer and the ground conductor film, and the ground conductor film is opposed to the ground conductor film via the dielectric layer. The noise filter according to claim 1, wherein the noise filter is formed between a coil pattern to be the ground side coil.